Spiraalstelsels zoals onze Melkweg kunnen uitgestrekte magnetische velden hebben. Er zijn verschillende theorieën over hun vorming, maar tot nu toe is het proces niet goed begrepen. Een internationaal onderzoeksteam heeft nu het magnetische veld van het Melkwegachtige sterrenstelsel NGC 4217 in detail geanalyseerd op basis van radioastronomische waarnemingen en heeft tot nu toe onbekende magnetische veldstructuren ontdekt. De gegevens suggereren dat stervorming en sterexplosies, zogenaamde supernova's, zijn verantwoordelijk voor de zichtbare structuren.

Het team onder leiding van Dr. Yelena Stein van Ruhr-Universität Bochum, het Centre de Données astronomiques de Strasbourg en het Max Planck Instituut voor Radioastronomie in Bonn samen met Amerikaans-Amerikaanse en Canadese collega's, publiceerden hun rapport in het tijdschrift Astronomie en astrofysica , online uitgebracht op 21 juli 2020.

De geanalyseerde gegevens zijn verzameld in het project "Continuum Halos in Near Galaxies", waar radiogolven werden gebruikt om 35 sterrenstelsels te meten. "Galaxy NGC 4217 is van bijzonder belang voor ons, " legt Yelena Stein uit, die de studie begon aan de leerstoel Sterrenkunde aan de Ruhr-Universität Bochum onder professor Ralf-Jürgen Dettmar en die momenteel werkt aan het Centre de Données astronomiques de Strasbourg. NGC 4217 is vergelijkbaar met de Melkweg en is slechts ongeveer 67 miljoen lichtjaar verwijderd, wat betekent relatief dichtbij, in het sterrenbeeld Grote Beer. De onderzoekers hopen daarom een ​​deel van hun bevindingen met succes over te brengen naar ons eigen sterrenstelsel.

Magnetische velden en oorsprong van stervorming

Bij het evalueren van de gegevens van NGC 4217, de onderzoekers vonden een aantal opmerkelijke structuren. Het sterrenstelsel heeft een X-vormige magnetische veldstructuur, die ook in andere sterrenstelsels is waargenomen, zich ver naar buiten uitstrekkend vanaf de melkwegschijf, namelijk boven de 20, 000 lichtjaren.

Naast de X-vorm, het team vond een helixstructuur en twee grote bellenstructuren, ook wel superbubbels genoemd. Deze laatste zijn afkomstig van plaatsen waar veel massieve sterren als supernova exploderen, maar ook waar sterren worden gevormd die daarbij sterrenwinden uitzenden. Onderzoekers vermoeden dan ook een verband tussen deze verschijnselen.

"Het is fascinerend dat we onverwachte fenomenen ontdekken in elk sterrenstelsel wanneer we radiopolarisatiemetingen gebruiken, " wijst Dr. Rainer Beck van de MPI voor Radioastronomie in Bonn aan, een van de auteurs van het onderzoek. "Hier in NGC 4217, het zijn enorme magnetische gasbellen en een helix magnetisch veld dat naar boven spiraalt in de halo van de melkweg."

De analyse onthulde bovendien grote lusstructuren in de magnetische velden langs de hele melkweg. "Dit is nog nooit eerder waargenomen, " legt Yelena Stein uit. "We vermoeden dat de structuren worden veroorzaakt door stervorming, omdat op deze punten materie naar buiten wordt uitgeworpen."

Afbeelding toont magnetische veldstructuren

Voor hun analyse de onderzoekers combineerden verschillende methoden waarmee ze de geordende en chaotische magnetische velden van de melkweg zowel langs de zichtlijn als loodrecht daarop konden visualiseren. Het resultaat was een alomvattend beeld van de constructies.

Om de resultaten te optimaliseren, Yelena Stein combineerde de met behulp van radioastronomie geëvalueerde gegevens met een opname van NGC 4217 die in het zichtbare lichtbereik is gemaakt. De afbeelding is te downloaden op de website. "Het visualiseren van de data was belangrijk voor mij, " benadrukt Stein. "Want als je aan sterrenstelsels denkt, magnetische velden is niet het eerste dat in je opkomt, hoewel ze gigantisch kunnen zijn en unieke structuren kunnen vertonen. Het beeld zou de magnetische velden meer in beeld moeten brengen."